Изменения концентраций реагирующих веществ.

Для опыта удобно воспользоваться реакцией между хлорным железом FeCl₃ и роданистым аммонием NH₄CNS (соль роданисто-водородной кислоты HCNS).

При сливании растворов указанных солей происходит следующая обратимая реакция, приводящая к состоянию равновесия:

FeCl₃ + 3NH₄CNS ↔ Fe(CNS)₃ + 3NH₄Cl.

Из веществ этой системы Fe(CNS)₃ является интенсивно окрашенным в вишневый цвет. Поэтому всякое изменение его концентрации сказывается на интенсивности окраски раствора. Это дает возможность наблюдать, в каком направлении сдвигается равновесие при изменении концентраций реагирующих веществ.
Для работы нужны: 1)стойка с пробирками; 2) мензурка на 25-50 мл; 3) химический стаканчик на 100 мл; 4) растворы FeCl₃ и NH₄CNS 0,02 н. и 3 М; 5)3 М раствор NH₄Cl.

Порядок выполнения работы

1.В стаканчик отмерить по 10 мл 0,02 н растворов хлорного железа и роданистого аммония, приготовленных с таким расчетом, чтобы равные объемы их содержали как раз требуемые уравнением реакции количества веществ. Смешать отмеренные растворы.

2. Полученный окрашенный в бледно-красный цвет раствор разлить в четыре чистые пробирки примерно одинакового диаметра.

3. Написать выражение константы равновесия, ответить на вопрос, как должна измениться концентрация Fe(CNS)₃ , если увеличить концентрацию FeCl₃ или NH₄CNS, т.е. увеличить один из сомножителей в знаменателе выражения для константы равновесия.
Проверить сделанное заключение на опыте, прибавив в одну из приготовленных пробирок со смесью растворов FeCl₃ и NH₄CNS несколько капель концентрированного раствора FeCl₃, а во вторую – несколько капель концентрированного раствора NH₄CNS. Наблюдать изменение окраски.

5. Решить, как повлияет на концентрацию Fe(CNS)₃ увеличение концентрации NH₄Cl (т.е. концентрации одного из сомножителей числителя в выражении константы равновесия).

6. Прибавить в одну из оставшихся пробирок со смесью растворов FeCl₃ и NH₄CNS 1 мл 3 М раствора NH₄Cl. Сравнить окраску полученного раствора с окраской исходного раствора (в четвертой пробирке). О чем свидетельствует изменение окраски после прибавления NH₄Cl?

7. На основании произведенных опытов указать, куда сдвинулось равновесие в первом случае при увеличении концентрации FeCl₃ и NH₄CNS (п.4) и куда во втором случае – при увеличении концентрации NH₄Cl.

8. Результаты опытов записать в следующую табличку:

№ опыта	Вещество, концентрация которого была увеличена	Изменение окраски	Направление сдвига равновесия
	FeCl3 NH4CNS NH4Cl

 

Глава IV

РАСТВОРЫ

Определение теплот растворения

Учебник §78

При растворении твердого вещества происходит разрушение его кристаллической решетки и распределение частиц растворяемого вещества по всей массе растворителя, что связано с затратой энергии. Поэтому растворение твердых веществ в жидкостях большею частью сопровождается поглощением тепла, вследствие чего только что приготовленный раствор имеет более низкую температуру, чем взятая для растворения жидкость.

Теплотой растворения данного вещества называется то количество тепла, которое поглощается при растворении одной грамм-молекулы его.

При практическом определении теплоты растворения устанавливают сначала количество тепла, поглощающегося при растворении произвольно выбранной навески. Так как количество поглощенного тепла пропорционально количеству растворенного вещества, то в дальнейшем теплота растворения вычисляется из данных опыта.

Определение производится в калориметре. Устанавливается количество воды в калориметре, температура ее до растворения и температура после растворения. Это дает возможность вычислить количество поглощенного или выделенного тепла. При точных измерениях принимается еще в расчет изменение температуры самого колориметра и теплоемкость образующегося раствора. В наших работах этими изменениями можно пренебречь. Расчет производится следующим образом.

Обозначим количество воды до растворения в калориметре буквой А, температуру до растворения – буквой t₂, навеску вещества буквой a, молекулярный вес растворяемого вещества буквой M, количество поглощенного тепла буквой q и теплоту растворения буквой Q, тогда:

q= A (t₂-t₁) Q= ·M = ·M.

РАБОТА №10

Определение теплоты растворения

Азотнокислого аммония

Для работы нужны: 1)калориметр; 2)термометр с делениями до 0,1⁰; 3)маленькая фарфоровая чашечка; 4) мензурка на 100 мл; 5) стеклянная палочка с резиновым наконечником; 6) азотнокислый аммоний.

Порядок выполнения работы

1. Отвесить в фарфоровой чашечке 10 г азотнокислого аммония NH₄NO₃ и рассчитать его молекулярный вес.
2. 2. Налить во внутренний стакан калориметра (рис.14) 200 г воды. Точно измерить и записать температуру воды.
3. Всыпать в воду отвешенное количество азотнокислого аммония и размешивать жидкость стеклянной палочкой до полного растворения соли. Точно измерить температуру раствора.
4. Из данных опыта вычислить теплоту растворения азотнокислого аммония.